أشكال الجزيئات – على أهميتها – ليست وحدها التي تحدد صفات المواد وسلوكها؛ فأنواع الروابط تقرر الكثير من الصفات. ويؤكد الجدول (2-2) العلاقة بين نوع الرابطة وصفات المادة.

الجدول (2-2): العلاقة بين نوع الرابطة وبعض صفات المادة.

المادة	نوع الرابطة	توصيل التيار الكهربائي		درجة الانصهار
		الصلب	المصهور
أيونية جزيئية فلزية	أيونية مشتركة فلزية	لا توصل لا توصل توصل	توصل لا تصول توصل	عالية منخفضة عالية

    ولعلك تسأل : هل تؤدي الروابط المشتركة جميعها إلى السلوك نفسه؟ وهل للروابط المشتركة صفات واحدة؟

 درست سابقاً أن صفات المركبات تعتمد على أشكالها، لكن مركبات كثيرة تتشابه في أشكالها وتختلف في صفاتها، فشكل جزيء الماء قريب من شكل جزيء كبريتيد الهيدروجين (H 2S) لكن الثاني يظهر سلوك الحمض بدرجة أقوى بكثير من الماء، كما أن الثاني غاز والماء سائل (في درجة الحرارة العادية). وشكل كل من CCl 4  و SiCl 4 رباعي الأوجه منتظم، لكن الأول لا يتفاعل مع الماء والثاني شديد التفاعل مع الماء.

    وكثير من الاختلافات بين المركبات الجزيئية يعود إلى اختلاف روابطها المشتركة؛ فطبيعة الرابطة وصفاتها تعتمد على الذرتين المرتبطتين. وستدرس في هذا الفصل صفتين للروابط لتتعرفهما وتتعرف علاقة كل منهما بصفات الجزيئات. وهما قطبية الرابطة وطاقة الرابطة.

1- قطبية الرابطة

    لتوضيح معنى قطبية الرابطة ادرس الرابطة المشتركة بين ذرتي هيدروجين وهي أبسط الروابط المشتركة، فإلكتروناً الرابطة

كما عرفت منجذبان نحو نواتي الذرتين، وكلتا النواتين فهيما العدد نفسه من البروتونات الموجبة، وقوتا جذبهما للإلكترونين متساويتان؛ لذا لن يكون اقتراب الإلكترونين من إحدى النواتين أكثر من النواة الأخرى، وبذلك لن يكون لجزيء الهيدروجين قطبان كهربائيان، والرابطة بين ذرتيه ستكون غير قطبية. كما في الشكل (2-20).

    إذن، لا تتوقع أن تكون الرابطة بين ذرتين من العنصر نفسه كالهيدروجين قطبية. وبتعبير آخر تكون الرابطة غير قطبية بين ذرتين لهما القدرة نفسها على جذب الإلكترونين.

سؤال	اذكر أمثلة لجزيئات عناصر تكون الرابطة فيها غير قطبية.

    ماذا تتوقع للرابطة بين الهيدروجين والكلور في جزيء حمض الهيدروكلوريك HCl؟

    أي الذرتين أقدر على جذب الإلكترونات نحوها؟ وأيهما سيكون لها نصيب أكبر من إلكتروني الرابطة؛ الهيدروجين أم الكلور؟

     تعتمد قوة جذب الذرة للإلكترونات على عاملين أساسيين هما:

    الأول: عدد البروتونات في نواة الذرة، ويمثل ذلك مقدار الشحنة الموجبة.

    الثاني: بعد الإلكترونات عن النواة (ماذا يمثل؟ )

   إن عدد بروتونات ذرة الكلور (i 17Cl) أكبر من عدد بروتونات ذرة الهيدروجين (i 1H) لكن إلكترونات الرابطة أبعد عن نواة الكلور؛ مقارنة ببعدها عن نواة الهيدروجين، فأي الذرتين أقدر على جذب إلكتروني الرابطة؟

    لقد درس الكيميائيون قدرة الذرات النسبية على جذب إلكترونات الروابط الموجودة بينها، وتوصلوا إلى مقياس نسبي، ووضعوا بذلك جدولاً يعرف بجدول الكهروسلبية، فوجدوا أن أقدر الذرات على سحب إلكترونات الرابطة هي ذرة الفلور، وقارنوا بقية الذرات بها.

    والجدول (2-3) يعطي قيم الكهرسلبية لعدد من العناصر.

الجدول (2-3) : قيم الكهرسلبية لعدد من العناصر.

رمز العنصر الكهرسلبية رمز العنصر الكهرسلبية رمز العنصر الكهرسلبية F Cl I O S  4.0 3.0 2.5 3.5 2.5  N P C Si Al 3.0 2.1 2.5 1.8 1.5 Be Mg Li Na H  1.5 1.2 1.0 0.9 2.1

    لاحظ أن هذه الأرقام تعطي قيماً نسبية، فليس لها وحدات، فهي ليست قوة ولا طاقة، إنما تمثل الإمكانية النسبية (القدرة النسبية) على سحب إلكترونات الرابطة. وعند مقارنة ذرتين ببعضهما تدلنا هذه الأرقام على الذرة التي ستجذب إلكتروني الرابطة نحوها أكثر من الأخرى إن ارتبطا معاً.

سؤال	بناء على قيم الكهرسلبية؛ أي الذرتين في كل من الروابط الآتية أقوى على جذب إلكتروني الرابطة؟ أ- (O –H)    ب- (N –H)     جـ- (N –F)      د – (Si –H)     هـ - (C-H)

   عد الآن إلى مثال الرابطة بين ذرتي الكلور والهيدروجين للإجابة عن التساؤلات الواردة بشأنها، تبين كهرسلبية الذرتين إن الكلور أقوى على جذب إلكترونات الرابطة، ولكن هذا الجذب لا يصل إلى حد اكتساب الإلكترون كما في الرابطة الأيونية بين الكلور والصوديوم. وبناء عليه توصف الرابطة بينهما بأنها رابطة مشتركة قطبية؛ إذ تكون منطقة الكلور مركز القطب السالب ومنطقة الهيدروجين مركز القطب الموجب، وتمثل مقدار الشحنة بالرموز -d ، d+ أي أنها شحنة جزئية أقل من شحنة الإلكترون أو البروتون الكاملة؛ انظر الشكل (2-21).

الشكل (2-21): تمثيلات لـ HCl تبين قطبية الرابطة وقطبية الجزيء.

   يمكنك القول بأن الرابطة بين الفلور والهيدرجين هي أيضاً قطبية، فالاختلاف بين كهرسلبية الفلور (4.0) وكهرسلبية الهيدروجين (2.1) كبير، ومن المتوقع أن تكون إلكترونات الرابطة في HF قريبة جداً من ذرة الفلور، فهل قطبية HF تشبه قطبية HCl؟ وهل القطبية متساوية لجميع الروابط القطبية؟

    تقاس القطبية في أي جسم قطبي بالعزم القطبي، الذي يعتمد على عاملين أساسين هما:

    الأول: مقدار الشحنة عند كل قطب .

    الثاني: البعد بني القطبين.

    ويزداد العزم بزيادة أي من هذين العاملين.

    فالفارق الأكبر في الكهرسلبية بين الفلور والهيدروجين (4.0) –(2.1) = 1.9 . مقارنة بالفارق بني الكلور والهيدروجين 3.0 –(2.1) =0.9 سيؤدي إلى شحنة أكبر عند القطبين في HF ، لكن المسافة بين القطبين في HF أقصر منها في HCl (لماذا؟) . وقد تبين بالتجربة أن الفارق في صالح HF، فهو أكثر قطبية من HCl.

    تدلك الأمثلة السابقة على أن الرابطة المشتركة بين ذرتين مختلفتين في كهرسلبيتهما هي رابطة قطبية؛ فهل كل جزيء يحتوي على روابط قطبية يكون جزيئاً قطبياً؟

    إن الرابطة H –O في جزيء الماء قطبية، وكذلك الرابطة C=O في جزيء CO 2 قطبية أيضاً، ومع ذلك تجد أن جزيء الماء قطبي بينما جزيء CO 2 غير قطبي فكيف تفسر ذلك.